DirectShow Samples和Allocators

在看本节前，我们首先明确2个概念。通过前面的章节可知：

• Samples是DirectShow各过滤器之间传输的数据的封包。
• Allocators是用于创建Samples的分配器。

本节将详细介绍Allocators和Sample的原理。

当一个过滤器通过其输出管脚将多媒体数据传输给另一个过滤器（通过其输入管脚）时，它不直接传递内存指针，而是传递一个指向管理内存的COM对象的指针，此对象称为media sample，类型为IMediaSample。通过IMediaSample接口提供的方法如IMediaSample::GetPointer, IMediaSample::GetSize和IMediaSample::GetActualDataLength进行数据访问。

sample总是从输出管脚到输入管脚向下游传输。
在push模型中，输出管脚通过调用输入管脚上的IMemInputPin:：Receive来传递。输入pin要么同步处理数据（即在Receive方法内部），要么在工作线程上异步处理数据。如果需要等待资源，则允许输入pin在Receive方法中阻塞。

负责IMediaSample的构建的COM对象叫做分配器，类型为IMemAllocator。每当过滤器需要空缓冲区的sample时，调用IMemAllocator::GetBuffer 方法来分配并返回一个IMediaSample指针。每个管脚连接共享一个分配器。当两个管脚连接时，它们必须指定哪个过滤器将提供分配器。这些管脚还需要设置分配器的属性，例如缓冲区的数量和每个缓冲区的大小。

下图显示了分配器、Media sample和过滤器之间的关系。

Media Sample引用计数

分配器创建一个有限的Sample池。在任何时候，一些Sample可能正在使用中，而其他Sample可用于GetBuffer调用创建。分配器使用引用计数来跟踪Sample。GetBuffer方法返回一个引用计数为1的Sample。如果引用计数变为零，则Sample将返回分配器的池中，在下一个GetBuffer调用中可以使用它。只要引用计数保持在零以上，Sample就不可用于GetBuffer。如果属于分配器的每个Sample都在使用中，GetBuffer方法将阻塞，直到有一个Sample可用为止。

当一个pin接收到一个Sample时，它可以将数据复制到另一个Sample，也可以修改原始Sample并将其传递到下一个过滤器。一个Sample可能会遍历图形过滤管理器中所有过滤器，每个过滤器依次调用AddRef和Release。因此，输出管脚在调用Receive后决不能重复使用Sample，因为下游过滤器可能正在使用Sample。输出引脚必须始终调用GetBuffer以获取新Sample。

这种机制减少了内存分配量，因为过滤器重复使用相同的缓冲区。它还可以防止过滤器意外写入尚未处理的数据，因为分配器维护可用Sample的列表。

过滤器可以对输入和输出管脚使用单独的分配器。例如可以对输入管脚的数据进行扩充（例如，通过解压缩），它可能会这样做。如果输出脚脚的数据小于输入输入管脚的数据长度，则过滤器可能就地处理数据，而不将其复制到新Sample。在这种情况下，两个或多个管脚连接可以共享一个分配器。

提交和取消提交分配器 Committing and Decommitting Allocators

当筛选器第一次创建分配器时，分配器没有保留任何内存缓冲区。此时，对GetBuffer方法的任何调用都将失败。当流开始时，输出pin调用IMemAllocator：：Commit，它提交分配器，使其分配内存。Pins现在可以调用GetBuffer。

当流停止时，pin调用IMemAllocator：：Decommit，这将使分配器停止工作。在再次提交分配器之前，对GetBuffer的所有后续调用都将失败。另外，如果对GetBuffer的任何调用在等待样本时被阻塞，它们会立即返回一个失败代码。Decommit方法可以释放内存，也可以不释放内存，这取决于实现。例如，CMemAllocator类等待直到其析构函数方法释放内存。